§å ¸n BTCT sè 1 ----------------------
-------------------- SµN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
Sinh viªn thùc hiÖn: trẦn phong vũ__ms:8858.52__ 52xd1
1
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
thuyết minh tính toá
--------------- ----------------*Nhận xét: xét tỷ số 2cạnh của một ô bản
l2/l1= 5,8/2,3 =2,52>2
Vậy ta xem bản làm việc theo một phơng và là bản dầm , ta có :Sàn sờn toàn khối có bản dầm
Để tính toán bản , ta cắt 1 dải rộng b1=1m vuông góc với dầm phụ và
xem nh một dầm liên tục .
-Các dầm từ trục 2 tới trục 4 là dầm chính
-Các dầm mà vuông góc với dầm chính là dầm phụ
*Số liêu tính toán Bê tông
-Bê tông mác 250: Rn=110 KG/ cm2 , Rk=8,8 KG/cm2
-Thep nhóm AI : Ra = Ra = 2300 KG/cm2 , Rađ=1800 KG/cm2
-Thép nhóm AII : Ra = Ra = 2800 KG/cm2 , Rax=2200 KG/cm2
I.tính toán bản
bdpơ=(0,3ữ0,5) hdp nên chọn hdp = 20 cm
-Xác định sơ bộ kính thớc dầm chính
+ hdc =
l dc
với mdc = 8 ữ 12
mdc
+Nhịp dầm chính :ldc = 3.l1 =3.240 = 720 cm
Chọn mdc = 10 suy ra hdc= 720/ 10 =72 cm ,chọn bdc =30 cm
Vậy kích thớc sơ bộ dầm chính là : h = 70 cm , b= 30cm
2 Xác định nhip tính toán của bản
- Nhịp giữa : l = l1 - bdp = 2,4 - 0,2 =2,2 m
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
2
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
- Nhịp biên : lb = l1 -
bdp
2
-
200
2180
2200
2400
2400
a
b
c
3 Xác dịnh tải trọng tác dụng lên bản
- Hoạt tải : pb = n .ptc =1,2 .1000 =1200 KG/m2
- Tĩnh tải:
+ Gạch lát Ganitô : 1 = 2000 KG/m2 ,1 = 20 mm ,n1 = 1,3 .
+ Vữa cát vàng mác 75 : 2 = 1800 KG/m2 ,2 = 20 mm ,n2= 1,3
+ Bê tông mác 300 :3 =2500KG/m2 ,3 = 90 mm ,n3 =1,1 .
+ Vữa trát trần mác 50 :4= 1600KG/m2 ,4= 15 mm , n4 =1,3 .
- Tổng tĩnh tải tác dụng lên bản là:
gb = gi =ii ni =
= 2000.0,02.1,3 + 1800.0,02.1,3 + 2500.0,09 .1,3+1600.0,015.1,3
gb = 377,5 KG/m2
Lấy tròn gb = 378 KG/cm2
- Tải trọng tính toán tác dụng lên bản : qb= gb + pb =1578 KG/m2.
- Tải trọng tính toán tác dụng lên một mét dài bản là: q = qb .1 =1578 KG/m.
- Mô men nhịp giữa và gối giữa :
Mg = Mgối 2,3,4 =
1
1
q.l2= .1578.2.22 =477,35 KGm
16
16
- Mô men nhịp biên :
Mb =
1
1
q.lb2 = .1578.2.182 =681,75KGm
11
11
- Mô men gối biên :
Mgối 2 =
1
1
q .l*2 = .1578.2,22 = 694,32 KGm
11
11
l* = max ( l , lb ) = l = 2,2 m
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
Xác định diện tích cốt thép :
Fa =
Mb
61875
=
= 4,14 cm2
Ra . .h0
2300.0,951.7,5
Kiểm tra hàm lợng cốt thép :
Fa
4,16
à = b .h .100 0 0 = 100.7,5 .100 0 0 = 0,55%.
1 0
Vậy hàm lợng cốt thép thoả mãn điều kiện hợp lý với cốt thép dùng cho bản
àmin = 0,05%
6 + 8 , a = 90 mm ; Fa=4,37 cm2 - Sai số 3,07% < 5%
8
, a =120 mm ; Fa=4,19 cm2 - Sai số 1,18% < 5%
- Xác định cốt thép tại nhịp giữa và gối giữa : Mg = 47735 KGcm
Mg
A=
Tính :
= 0,5 ( 1 + 1 2.0,065 ) = 0,966
Tính Fa :
Fa =
2
0
Rn .b1 .h
Mg
Ra . .h0
=
47735
= 0,065 < 0,3
130.100.7,5 2
8
, a = 150 mm ; Fa = 2,79 cm2 - Sai số 2,45% < 5%
*Với các ô bản phía trong đợc giảm 20% hàm lợng cốt thép
Diện tích cốt thép :
Fa*= 0,8 .Fa = 0,8 .2,86 = 2,29 cm2
Kiểm tra hàm lợng cốt thép :
2.29
à = 100.7,5 .100 0 0 = 0,31%
Vậy : àmin = 0,05% < à = 0,38% < 0,9% hàm lợng cốt thép hợp lý .
*Tra bảng : Ta có phơng án chọn thép:
6
, a = 120 mm ; Fa = 2,36 cm2 Sai số 3,06% < 5%
6 + 8 , a = 170 mm ; Fa = 2,31 cm2 Sai số 0,87% < 5%
( Xem bảng 1- Các phơng án chọn thép )
*Kiểm tra lại chiều cao làm việc của bản ho tại các tiết diện
- Chọn lớp bảo vệ là 1cm :
+ Tại tiết diện dùng 8 :ho= 9 1 - 0,4 =7,6 cm
+ Tại tiết diện dùng 6 :ho= 9 - 1 - 0,3 = 7,7 cm
Vậy : hott > hogt =7,5 cm Nh vậy dùng đợc thiên về an toàn .
6. Xác định thép chịu mô men âm
* Chọn cốt thép :
- Chọn thép chịu mô men âm ở gối :
Điều kiện : Fact 50% Fa và phải 5 thanh / 1m dài .
Bảng thống kê cho ph ơng án chọn thép của bản .
Bảng 1
Tiết diện
477,35
Fatt(cm2)
Phơng án chọn
4,16
2,29
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
8 , a =120 mm
Fa=4,19 cm2
à%
0,55
0,56
6 , a = 100 mm
Fa= 2,83 cm2
0,38
6 , a = 120 mm
Fa= 2,36 cm2
+ Khoảng cách từ mút cốt thép chịu mô men âm đến mép dầm là :
.l =
1
.2200 = 733 mm , lấy tròn là 740 mm.
3
Khoảng cách tới trục dầm là : 740 +
200
= 840 mm
2
+ Khoảng cách từ mút cốt thép mũ chịu mô men âm vuông góc với
dầm chính đến mép dầm là :
1
1
l = .2200 = 550 mm
4
4
Khoảng cách đến trục dầm là : 550 +
300
= 700 mm
2
+ Có thể tiêt kiệm thép bằng cách uốn phối hợp :
Đối với nhịp giữa : Khoảng cách từ điểm uốn đến mép dầm là :
1
1
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
l2
= 2,3 < 3
l1
Suy ra : Fact 0,2Famax = 0,2 .4,19 = 0,84 cm2
b .f
1 a
Chọn thép 6 : a = F =
a
100.0,283
= 33,96 cm . Lấy tròn a = 300 mm .
0,84
8. Bố trí cốt thép cho bản
Xem bản vẽ .
II: Tính toán dầm phụ
1.Sơ đồ tính
Dầm phụ là dầm 4 nhịp , nên ta chỉ xét 2 nhịp
- Kích thớc sơ bộ dầm phụ : h=45 cm , b = 20 cm
- Kích thớc sơ bộ dầm chính : h = 75 cm ,b = 30 cm
- Đoạn gối lên tờng lấy Sd= 0,22 m
- Tính toán nhịp dầm phụ
+ Nhịp giữa :
l = l2 - bdc= 5,4 - 0,3 =5,1 m.
+ Nhịp biên :
450
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
165
300
300
165
5195
5100
5400
5400
1
2
3
q=3958KG/m
5100
5195
3.Xác định biểu đồ bao mô men và biểu đồ lực cắt
* Tính toán và vẽ biểu đồ mô men :
- Tung độ hình bao mômen : M = .qd l2
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
9
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
Mb = . 3985 . 5,1952 = 107547.
Mg = . 3985 .5,12 = 103650 .
- Mô men âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn :
x = k.lb = 0,27.5195 = 1402,65 mm , lấy tròn x = 1400 mm
- Mô men dơng triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn :
+ ở giữa nhịp : x = 0,15l = 0,15.5100 = 765 mm
+ ở nhịp biên : x = 0,15.lb = 0,15.5195 = 780 mm
( Xem bảng 2 Bảng tính toán biểu đồ bao mô men )
* Tính toán vẽ biểu đồ bao lực cắt
QA = 0,4 .qd.lb = 0,4 . 3985 . 5,195 = 8280,83 KG
QBt = -0,6 .qd lb = -0,6 .3985 . 5,195 = -12421,25 KG
QBp = Qct = 0,5 qd l = 0,5 .3985 . 5,1 = 10161.75 KG
6478,13
780
2207,875
3420,45
7689,61
4
1865,70
1039
3
2156,94
2
8066,03
9786,78
1
9679,23
6990,56
0,065
6990,56
2
0,09
9679,23
0,425.lb
0,091
9786,78
3
0,075
8066,94
4
0,02
2150,94
β
-0,0331
1865,7
-3420,45
7
0,058
-0,012
6011,7
-1243,80
0,5.lg
0,0625
8
0,058
-0.009
6011,7
-932,85
11
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
h0
1
A
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
M
Rn .bdp
Với dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo nên 0,3
nên điều kiện trở thành : h0 2
1
A
=2
M
Rn .bdp
+ Giả thiết a = 3,5 cm thì h0 = 45 3,5 = 41,5 cm
+ Ta chỉ cần kiểm tra với tiết diện có mô men lớn nhất tức tại
768961
=
= 7,31 cm2
Ra . .h0
2800.0,905.41,5
- Kiểm tra hàm lợng cốt thép :
Fa
7,31.
à = b .h .100 0 0 = 20.41,5 .100 0 0 = 0,88%
dp 0
Vậy hàm lợng cốt thép thoả mãn điều kiện hợp lý với cốt
thép dùng cho dầm : àmin= 0,15% < à =0,88%
Với c1
l1 2.4
2 = 2 = 1,1m
l 5,1
= 0,85m
=
6 6
9hc = 9.0.09 = 0,81m vi h c = 9cm > 0,1h = 4,5cm
bc = 20 + 2.81 = 182 cm
Tính theo tiết diện chữ T ( 182 ì 9 ) cm .
- ở nhịp giữa , dự kiến a = 3,5 cm h0 = 45 3,5 = 41,5 cm
.
- ở nhịp biên , do mô men lớn nên phải dùng nhiều thanh thép , dự
kiến a = 4,5 cm h0 = 45 4,5 = 40,5 cm .
- Vị trí trục trung hoà :
Mc = Rn.bc..hc( h0 0,5hc )
= 130.182.9( 40,5 0,5.9 ) = 7765840 KGcm
Ta thấy : Mc > Mmax = 978678 KGcm Trục trung hoà đi qua cánh
* Tại nhịp biên : Mb = 978678 KGcm
A=
Mb
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
13
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
A=
Mg
Rn .bc .h02
=
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
647813
= 0,016 < 0,3
130.182.41,5 2
= 0,5 ( 1 + 1 2.0,016 ) = 0,992
- Xác định diện tích cốt thép :
Fa =
Mg
Ra . .h0
=
Phơng án chọn
Fatt cm
à%
2 12 + 414 , Fa = 8,42 cm2
Nhịp
biên
Gối
biên
20 x 182
0,025
0,987
8,74
4 14 + 118 ,Fa = 8,71 cm2
3 14 + 216 , Fa = 8,64 cm
1 12 + 414 , Fa= 7,29 cm2
1,08
2
20 x 45
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
14
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
4 14 , Fa = 6,16 cm2
Gối
giữa
20 x 45
0,014
0,924
6,03
2 12 + 216 , Fa = 6,28 cm2
0,73
3 16 , Fa = 6,03 cm2
* Nhận xét :
- Phơng án 1: Phối hợp đợc 2 16 nhịp biên với gối B , giữa 116
nhịp giữa với gối C , diện tích chọn khá sát với yêu cầu
- Phơng án 2: Diện tích chọn khá sát với yêu cầu , phối hợp đợc 118
nhịp biên với gối B va nhịp giữa nhng không phối hợp đợc
gối C với nhịp bên cạnh.
- Phơng án 3: Phối hợp đợc 2 14 qua tất cả các gối và nhịp , diện tích
chọn khá sát với yêu cầu .Mặt khác , tại các tiết diện dùng
nhiều cốt thép hơn ( vẫn đảm bảo khoảng hở theo yêu
cầu) nên tăng cờng lực dính giữa bê tông và cốt thép tốt
hơn so với phơng án 1 Ta chọn phuơng án 3 .
5. Tính cốt đai và cốt xiên
Chọn lớp bảo vệ 2cm , khoảng hở giữa 2 lớp cốt thép là 3cm.
- Kiểm tra điều kiện hạn chế lực cắt : Q ko.Rn. b .ho
Kiểm tra cho tiết diện chịu lực cắt lớn nhất : QBt = 12421,25 KG
Tại đó : h0 =
F .y
F
i
i
= 40,5 cm
i
ko.Rn. b .ho = 0,35.130.20.40,1 = 36835 KG > QBt
Thõa mãn điều kiện hạn chế .
u tt
u ct
u
max
+ Tính utt : u tt =
Rad .n. f d 1800.2.0,283
=
= 17,33cm
qd
58,79
+ Tính uct :
Đoạn gần gối tựa :
1
.h = 22,5cm
u ct 2 dp
15cm
u ct = 15cm
Đoạn giữa dầm ( cách gối l/4) :
3
3
hdp = .45 = 33,75cm
u ct = 30cm
4
h0
405
=
= 202,5 mm
2
2
Ta lấy tròn là : 210 mm .
Khoảng cách đến tâm gối là : 210 + 150 = 360 mm
- Đối với những thanh thép cắt ở trên gối :
+Khoảng cách từ thanh cắt đầu tiên đến mép gối là :
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
5400
= 1350 mm
4
16
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
Khoảng cách đến tâm gối là : 1350 + 150 = 1500 mm
+Khoảng cách từ thanh cắt thứ hai đến mép gối là :
Dầm chính chịu tải trọng do dầm phụ truyền lên thành lực tập trung ,
ngoài ra có trọng lợng bản thân dầm chính.
a.Hoạt tải tập trung.
P = pdp . l2 = 2880 . 5,4 = 15,55 T.
b.Tĩnh tải .
- Do trọng lợng bản thân dầm chính :
G0 = b ( h hb )l1. .n = 0,3 (0,7 0,09 ).2,4.2,5.1,1 = 1,21
T
- Do dầm phụ truyền xuống :
G1 = gd . l2 = 1105 . 5,4 = 5,97 T
Tĩnh tải tác dụng tập trung :
G = G0 + G1 = 1,21 + 5,97 = 7,18 T
3.Tính và vẽ biểu đồ bao mô men.
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
17
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
- Sử dụng tính chất đối xứng để vẽ biểu đồ theo phơng pháp tổ hợp , ta
chỉ xét nhịp biên và nửa nhịp giữa .
a. Biểu đồ MG
- Sử dụng số liệu ở báng tra dầm 3 nhịp chịu 2 tải trọng tập trung cách
đều ở mỗi nhịp .
3
1
3
M1 = .M B = .4,926 = 1,642Tm
M2 = 2.M1 = 3,284 Tm
M3 =
2
1
2
1
.M B .M C = .4,926 .19,929 = -3,359 Tm
3
3
3
3
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
18
Đồ án BTCT số 1 ---------------------p
p
m1
B
m3
mB
C
B
mB
m2
mC
C
B
sơ đồ tính bổ trợ mô men ở một số tiết diện
Bảng tổng kết ghi kết quả mô men tại các tiết
diện
Bảng 5
TT
1
2
B
0,156
8,065
-0,267
-13,803
MG
0,244
12,614
MP1
MP2
MP3
0,289
0,244 -0,133
32,356 27,318 -14,891
-0,044 -0,089 -0,133
-4,926 -9,964 -14,891
-0,311
B
3
1
2
M
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
19
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
MG
12,614
8,065
-13,803
3,464
M
32,356
min
7,688
-1,899
-48,622
-11,427
max
P
Mmax = MG + MPmax
Mmin = MG + MPmin
- Vẽ biểu đồ bao mô men dầm chính ( vẽ cho 1,5 nhịp).
48,622
7,688
11,427
1,899
a
B
35,383
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
G
P
P
150
2400
P
P
11,427
G
Mmg
G
48,622
M
QP3
-0,133
-2,068
0,689
10,714
QPmax
QPmin
Qmax
Qmin
13,482
-2,068
18,745
3,195
Giữa nhịp
biên
Giữa nhịp
giữa
Trái B
Phải B
-1,267
-9,097
-29,483
19,002
0
26,182
7,18
3,452
0
3,452
0
-1,917
-2,068
-2,068
0
0
0
Biểu đồ bao lực cắt
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
21
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
MB
48,622
=
= 0,324 < A0 = 0,412
2
Rn .b.h0 130.30.622
Vậy kích thớc tiết diện chọn là hợp lý : h = 70cm ,b =30cm.
*Tính cốt thép dọc :
-Gối chịu mô men âm nên tính theo tiết diện chữ nhật (30 .70) cm.
-Giữa nhịp chịu mô men dơng tính theo tiết diện chữ T
a.Với mô men dơng.
-Xác định kích thớc tiết diện chữ T
Bề rộng cánh : bc = b + 2c1
Với : bc = 30 cm
1
2 ( 540 30 ) = 255cm
1
c1 .720 = 120cm
6
9.hc = 81cm vi hc = 90 > 0,1h = 70 cm
c1 = 81 cm
bc = b + 2c1 = 30 + 2.81=192 cm
Vậy kích thớc chữ T : bc = 192cm , h =70 cm.
M
cm 2
169400
+ Với nhịp biên :
Fa =
44,97.10 5
= 26,55cm 2
169400
Kiểm tra hàm lợng cốt thép:
à=
26,55
.100 0 0 = 1,36 0 0
30.65
Vậy hàm lợng cốt thép thoã mãn điều kiện hợp lý :
R
130
n
àmin = 0,15%
- Xác định diện tích cốt thép :
Fa =
B
M mg
Ra . .h0
=
46,297.10 5
= 32,92 cm2
2800.0,81.62
- Kiểm tra hàm lợng cốt thép :
à=
32,92
.100 0 0 = 1,77%
30.62
Vậy hàm lợng cốt thép thoả mãn điều kiện hợp lý :
àmin= 0,15% < à = 1,77% < àmax= 2,69%
bảng một số cách chọn thép cho dầm chính
Bảng 7
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
23
Phơng án chọn
à 00
322 + 325 , Fa = 26,13 cm2
1,36
325 + 228 , Fa = 27,05 cm2
622 + 225 , Fa = 32,63 cm2
1,77
325 + 328 , Fa = 33,20 cm2
422 , Fa = 15,20 cm2
0,78
325 , Fa = 14,73 cm2
Bảng các phơng án Bố trí cốt thép cho dầm chính .
Phơng án
Nhịp biên
1
2
325 + 228
322 + 325
Q2
29483 2
=
= 84,72(kG / cm).
8.R K b.h02 8.10.30.62,5 2
- Chọn cốt đai 8 , nhóm AI có Rađ = 1800 KG/cm2 , fđ = 0,503 cm2 , n = 2.
Chọn uđ
u tt
thoả mãn điều kiện : u d u max
u
ct
Sinh viên thực hiện: trn phong v__ms:8858.52__ 52xd1
24
Đồ án BTCT số 1 ----------------------
Với : U tt =
-------------------- SàN SUON TOAN KHOI CO BAN DAM
Rad .n d . f d 1800.2.0,503
=
* Kiểm tra điều kiện tính cốt xiên.
QĐB = 2,8.h0 Rk .b.qd = 2,8.62,5 10.30.90,54 = 28,749T
So sánh với biểu đồ lực cắt , ta thấy bên trái gối B có Q = 29,483 T > QĐB nên
trong đoạn này phải đặt cốt xiên .
* Bố trí cốt xiên cho các gối B và C.
- Trong đoạn dầm dài 2,4 m dự kiến đặt 2 lớp cốt xiên , chọn góc uốn
cốt xiên là 450 .
- Trong đoạn dầm đang xét , Q = const , đồng thời xem gần đúng là tiết
diện ngang chỉ qua 1 lớp cốt xiên .
Fx1 = Fx 2 =
Q QDB
29483 28611
=
= 0,56cm 2
Rax . sin
2200.0,707
Diện tích này khá bé nên ta không cần phải tính chính xác .
Các thanh uấn làm cốt xiên là 225 và 222 có Fa = 9,82cm2 và 7,6cm2
Vậy cấc thanh đợc uốn làm cốt xiên đủ khả năng chịu lực.
7.Tính cốt treo
* Để gia cố cho dầm phụ kê lên dầm chính , ta phải sử dụng cốt treo , dùng
thép AI .
- Lực tập trung truyền lên dầm phụ :
P1 = P + G1 = 15,55 + 5,97 = 21,52T.
- Cốt treo đợc đặt dới cốt đai phaỉ có diện tích :
Ftr =